Penerapan Algoritma Advanced Encryption Standard dalam Mengamankan File pada Citra dengan Metode Least Significant Bit

62

Penerapan Algoritma Advanced Encryption Standard

dalam Mengamankan File pada Citra dengan

Metode Least Significant Bit

Modesty Sri Pebriyani Manurung

Teknik Informatika STMIK Budi Darma Medan Jl. Sisingamangaraja No. 338 - Medan e-mail : destymanroe@gmail.com

Abstrak

Seiring dengan meningkatnya kejahatan komputer yang terus berkembang yang dilakukan oleh sebagian orang yang tidak bertanggung jawab, dimana aktivitas mereka dalam

pencurian atapun manipulasi data sangat mengganggu privasi seseorang. Dengan adanya

kemajauan telekomunikasi dan komputer juga memungkinkan pengguna melakukan penyimpanan file secara digital. Dalam hal ini masalah keamanan dan kerahasian file adalah suatu hal yang sangat penting, maka harus ada perlindungan terhadap file yang dirahasiakan. Sebuah teknik dalam ilmu kriptografi merupakan salah satu cara yang dapat mengamankan data dari ganguan orang lain.

Kriptografi merupakan seni dalam mengamankan pesan menjadi suatu pesan yang tidak dikenali. Advance Encryption Standard (AES) merupakan salah algoritma enkripsi kriptografi yang digunakan. Namun dengan menggunakan satu metode masih dapat menimbulkan suatu kecurigaan, untuk melengakapi agar file tersembunyi dengan aman dan tidak menimbulkan kecurigaan. Penggunaan steganografi least significant bit (LSB) menjadi salah satu pilihin yang tepat. Least significant bit merupakan suatu metode untuk menyisipkan potongan sebuah informasi rahasia dalam suatu objek media lain seperti pada gambar. Metode ini tidak menimbulkan perubahan yang besar terhadap gambar yang digunakan secara kasat mata. Kata Kunci : Advance Encryption Standard, Kriptografi, Least Significant Bit,

Steganografi.

Abstract

Along with the increasing number of computer crimes that are constantly developing by some irresponsible people, where their activities in theft or manipulation of data greatly disrupt someone's privacy. With the availability of telecommunications and computers, it also allows users to store files digitally. In this case, security issues and file confidentiality are very important, so there must be protection against confidential files. A technique in cryptography is one way that can secure data from other people's problems.

Cryptography is the art of securing messages into an unknown message. The Advance Encryption Standard (AES) is one of the cryptographic encryption algorithms used. But using one method can still raise a suspicion, to avoid keeping the files hidden safely and not arouse suspicion. The use of least significant bit (LSB) steganography is one of the right choices. The Least significant bit is a method for inserting a piece of confidential information in another media object as shown. This method does not cause major changes to the images used in plain view.

Keywords : Advanced Encryption Standard, Cryptography, Least Significant Bit, Steganography.

63

1.

PENDAHULUAN

Keamanan telah menjadi aspek yang sangat penting dari suatu file. Sebuah file umumnya hanya ditujukan bagi segolongan tertentu. Oleh karena itu, sangat penting untuk mencegahnya jatuh ketangan pihak-pihak lain yang tidak berkepentingan. Untuk melaksanakan tujuan tersebutlah dirancang suatu sistem keamanan yang berfungsi melindungi file. Salah satu cara untuk mengamankan file adalah dengan menyembunyikan file ke dalam bentuk media citra. Pengamanan file dalam bentuk citra menjadi salah satu solusi untuk keamanan sebuah file yang bersifat rahasia jika file tersebut ingin dikirimkan.

Algoritma kriptografi yang akan digunakan untuk mengenkripsi file adalah algoritma

Advanced Encryption Standard (AES). Sedangkan steganografi merupakan salah satu teknik

yang digunakan dalam pengamanan informasi, yaitu dengan menyembunyikan informasi ke dalam media digital dengan metode tertentu agar tidak tampak perbedaan secara visual antara

file asli dengan file yang telah disisipi informasi (stegoimage) sehingga tidak diketahui oleh steganalis (orang yang dapat memecahkan stegoimage tanpa mengetahui kunci yang ada).

Dengan menggabungkan metode Least Significant Bit (LSB) dan algoritma Advanced

Encryption Standard (AES) dapat meningkatkan keamanan file. File disandikan dengan

menggunakan algoritma Advanced Encryption Standard (AES) dan disembunyikan pada media citra menggunakan metode Least Significant Bit (LSB). Penggunaan teknik steganografi dan kriptografi dimaksudkan untuk memberikan keamanan berlapis dalam pengamanan file.

2.

METODOLOGI PENELITIAN

2.1. Steganografi

Steganografi merupakan seni untuk menyembunyikan pesan di dalam media digital sedemikian rupa sehingga orang lain tidak menyadari ada sesuatu pesan di dalam media tersebut. Kata steganofrafi (steganography) berasall dari bahasa yunani steganos yang artinya “tersembunyi/terselubung” dan graphein “menulis” sehingga kurang lebih artinya “menulis (tulisan) terselubung” [4].

Penyembunyian data rahasia ke dalam citra digital akan mengubah kualitas citra tersebut. Hal ini tergantung pada ukuran file media penyimpanan dan ukuran file pesan yang disisipkan. Untuk itu ada beberapa hal atau criteria yang harus diperhatikan dalam penyembunyian data, yaitu :

a. Fidelity

Mutu citra penampung data tidak jauh berbeda. Setelah terjadi penambahan pesan rahasia, stego-data masih terlihat dengan baik. Pengamat tidak mengetahui kalau di dalam stego-data tersebut terdapat pesan rahasia.

b. Robustness

Pesan yang disembunyikan harus tahan (robust) terhadap berbagai operasi manipulasi yang dilakukan pada stego-data, seperti pengubahan kontras, penajaman, pemampatan, rotasi, perbesaran gambar, pemotongan cropping, enkripsi, dan sebagainya.

c. Recovery

Data yang disembunyikan harus dapat diungkap kembali (recovery). Karena tujuan steganografi adalah penyembunyian informasi maka sewaktu-waktu pesan rahasia di dalam stego-data harus dapat diambil kembali untuk digunakan lebih lanjut.

Metode LSB (Least Significant Bit) merupakan metode steganografi yang paling sederhana dan paling mudah diimplementasikan. Untuk menjelaskan metode ini menggunakan citra digital sebagai covertext. Setiap pixel di dalam citra berukuran 1 sampai 3 byte. Pada

64 susunan bit di dalam sebuah byte (1 byte = 8 bit), ada bit yang paling berarti (most significant bit atau MSB) dan bit yang paling kurang berarti (least significant bit atau LSB). Misalnya pada

byte 11010010, bit 1 yang pertama yang di garis bawahi adalah bit MSB dan bit 0 yang terakhir di garis bawahi adalah bit LSB. Bit yang cocok untukk diganti dengann bit pesan adalah bit LSB, sebab modifikasi hanya mengubah nilai byte tersebut satu lebih tinggi atau satu lebih rendah dari nilai sebelumnya.

2.2. Kriptografi

Kriptografi berasal dari bahasa yunani, menurut bahasa dibagi menjadi dua kripto dan

graphia, kripto berarti secret (rahasia) dan graphia berarti writing (tulisan). Menurut

teminologinya kriptografi adalah ilmu dan seni untuk menjaga keamanan pesan ketika pesan dikirim dari suatu tempat ketempat yang lain [1].

Encryption adalah mentransformasi data kedalam bentuk yang tidak dapat terbaca tanpa sebuah kunci tertentu. Tujuannya adalah untuk meyajinkan privasi dengan menyembunyukan informasi dari orang-orang yang tidak ditujukan, bahkan mereka yang memiliki akses ke data terenkripsi. Dekripsi merupakan kebalikan dari enkripsi, yaitu transformasi data terenkripsi kembali ke bentuknya semula.

2.3. Advanced Encryption Standard (AES)

Advanced Encryption Standart (AES) dipublikasikan oleh NIST (National Institute of

Standard and Tecnology) pada tahun 2001. Advanced Encryption Standart merupakan simetris block cipher untuk menggantikan DES (Data Encryption Standard).

Algoritma AES merupakan algoritma simetris yaitu menggunakan kunci yang sama untuk proses enkrripsi dan dekripsi. Algoritma AES memiliki tiga pilihan kunci yaitu tipe: AES-128, AES-192, dan AES-256. Masing-masing tipe menggunakan kunci internal yang berbeda yaitu

round key untuk setiap proses putaran.

Proses putaran enkripsi AES-128 dikerjakan sebanyak 10 kali (a=10), yaitu sebagai berikut :

a. Addroundkey

b. Putaran sebanyak a-1 kali, proses yang dilakukan pada setiap putaran adalah:

SubBytes, ShiftRows, MixColumns, dan AddRoundKey.

c. Final round, adalah proses untuk putaran terakhir yang meliputi SubBytes, ShiftRows, dan AddRoundKey.

3.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Plainteks Dokumen : KEAMANANKOMPUTER

Nilai HEX : 4B 45 41 4D 41 4E 41 4E 4B 4F 4D 50 55 54 45 52

Kunci : MODESTY_MANURUNG

Nilai HEX : 4D 4F 44 45 53 54 59 5F 4D 41 4E 55 52 55 4E 47

3.1. Add Round Key

Add Round Key pada dasarnya adalah mengkombinasikan chiperteks yang sudah ada

dengan cipher key dengan hubungan XOR. XOR dilakukan per kolom yaitu kolom pertama chiperteks di XOR dengan kolom pertama RoundKey dan seterusnya.

65 Sehingga dihasilkan : { 06 ; 0A ; 05 ; 08 ; 12 ; 1A ;18 ; 11 ; 06 ; 0E ; 03 ; 05 ; 07 ; 01 ; 0B ; 15 }

3.2. Sub Bytes S-Box

Prinsip dari Sub Bytes adalah menukar isi matriks/table yang ada dengan matriks/table lain yang disebut dengan S-Box. Di bawah ini adalah Tabel Sub Bytes S-Box.

Setelah melakukan SubBytes maka hasilnya adalah :

{6F; C9; 6F; C5; 67; A2; AB; 7C; 6B; AD; 7B; 2B; 30; 82; 6B; 6B}

3.3. Shift Rows

Shift Rows seperti namanya adalah sebuah proses yang melakukan shift atau pergeseran pada setiap elemen blok/table yang dilakukan per barisnya. Yaitu baris ketiga dilakukan pergeseran 2 byte, dan baris keempat dilakukan pergeseran 3 byte. Pergeseran tersebut terlihat dalam blok adalah sebuah pergeseran tiap elemen ke kiri tergantung berapa byte tergesernya, tiap pergeseran 1 byte berarti bergeser ke kiri sebanyak satu kali.

3.4. Mix Columns

Mix Column adalah mengalikan tiap elemen dari blok chipher dengan matriks. Table

sudah ditentukan dan siap pakai. Pengalian dilakukan seperti perkalian matriks biasa lalu perkalian keduannya dimasukkan ke dalam blok cipher baru.

3.5. Proses Dekripsi 3.5.1 InvShiftRows

InvShiftRows adalah transformasi byte yang berkebalikan dengan transformasi ShiftRows.

Pada transformasi InvShiftRows, dilakukan penggeseran bit ke kanan sedangkan pada ShiftRows dilakuukan penggeseran bit ke kiri.

66

3.5.2. InvSubBytes

InvSubBytes juga merupakan transformasi bytes yang berkebalikan dengan transformasi

SubBytes. Pada InvSubBytes, tiap elemen pada state dipetakan dengan menggunakan tabel Inverse S-Box.

3.5.3 InvAddRows

Transformasi InvAddRows sama dengan transformasi AddRows yaitu menggunakan operasi XOR. Akan dilakukan proses XOR antara chipertext dengan kunci round yang digunakan pada saat enkripsi.

06 12 06 07 XOR 4D 53 4D 52 0A 1A 0E 01 4F 54 41 55 05 18 03 0B 44 59 4E 4E 08 11 57 05 45 5F 55 47

Sehingga kembali ke bentuk aslinya atau plaintext { 4B; 45; 41; 4D; 41; 4E; 41; 4E; 4B; 4F; 4B; 50; 55; 54; 45; 52

Langkah-langkah untuk menyisipkan karakter ciphertext Ü | Ï !! ┘t ¤ ö : 30 Ë ï Ã ; ¥ S. a. Mengubah ciphertext menjadi bilangan biner

Ü = 220 = 11011100 ┘ = 4 = 00000100 | = 5 = 00000101 t =116 = 01110100 Ï = 207 = 11001111 ¤ =164 = 10100100 !! = 19 = 00010011 ö =246 = 11110110 : = 58 = 00111010 Ã = 195 = 11000011 30 = 30= 00011110 ; =59 = 00111011 Ë = 203 = 11001011 ¥ =165 = 10100101

67

ï =239 = 11101111 S =83 = 01010011

b. Kemudian mengambil nilai biner dari tiap-tiap pixel gambar yang akan disisipkan. Dari nilai pixel-pixel gambar digunakan untuk menampung panjang karakter, yang berfungsi sebagai batas pengambilan file yang telah tersisipi oleh karakter-karakter, dan selanjutnya pixel pertama sampai pixel terakhir digunakan untuk menampung

file yang telah terenkripsi, kemudian dari nilai-nilai pixel tersebut akan diubah menjadi nilai biner.

Kemudian gantikan tiap biner dari teksnya ke dalam akhir biner citra penampung, sehingga akan terlihat seperti pada tabel berikut ini.

3.6. Algoritma Enkripsi

Input : Plainteks, Kunci { Teks Asli 16 Bytes, Kunci AES } Output : Cipherteks { Teks sandi 16 Bytes}

Proses : (Nr,w) Enkripsi Kunci (K) {Nr : Jumlah Ronde, w : larik bytes kunci ronde }

Byte cipher [4, Nb] Cipherteks = Plainteks

Penambahan kunci (Cipher,w [0…3]) For round = 1 Nr -1

Subtitusi byte (Cipherteks) { Dokumen menjadi hexa} Pengeseran kunci (Cipherteks)

Percampuran kolom (Cipherteks)

Penambahan kunci (Cipherteks, w + round * Nb) End for

Subtitusi byte (Cipherteks) Pengeseran kunci (Cipherteks)

68 Output :

Cipherteks

3.7. Algoritma Dekripsi

Input : Cipherteks, Kunci {Teks Sandi 16 bytes, Kunci AES} Output : Plainteks {Teks Asli 16 bytes}

Proses : ( Nr,w) Ekspansi Kunci (K) {Nr : Jumlah Ronde, w : Larik bytes kunci ronde }

Byte plainteks [4, Nb] Plainteks = Cipherteks

Penambahan kunci (plainteks, dw + Nr * Nb) For round = Nr 1 to 1

Pengeseran kunci (Plainteks) Subtitusi byte (Plainteks) Percampuran kolom (Plainteks)

Penambahan kunci (Plainteks, dw + round * Nb) End for

Pengeseran kunci (Plainteks) Subtitusi byte (Plainteks)

Penambahan kunci (Plainteks, dw) Output :

Plainteks

3.8. Algoritma Penyisipan File Dokumen (Embedded)

Input : Masukkan data citra digital dengan file ekstensi bmp. X = Lebar Citra

Y= Tinggi Citra

Proses : Jika X < 8 maka algoritma selesai (tidak dapat menyisipkan dokumen) Jika X ≥ 8 maka lanjutkan langkah berikutnya.

Masukkan dokumen

P = panjang karakter dokumen Jika P > Y maka ulangi

Jika P ≤ Y maka lanjutkan langkah berikutnya. Untuk nilai i = 1 sampai i = 8,

Untuk nilai j = 1 sampai j = P : i : = i + 1

j : = j + 1

Output :

Data Citra Gambar

3.9. Algoritma Pengambilan File Dokumen (Extraction)

Input : Masukkan data citra digital dengan file ekstensi bmp. X = Lebar Citra

Y= Tinggi Citra

Proses : Jika X < 8 maka algoritma selesai (tidak ada dokumen) Jika X ≥ 8 maka lanjutkan langkah berikutnya.

Dokumen = „‟

Lakukan untuk nilai j = 1. Sampai j = Y :

Kj = (R(1, j) mod 2) * 27 + (R( 2, j) mod 2) * 26 + (R(3, j) mod 2) * 25 + (R( 4, j) mod 2) * 24 +

(R(5, j) mod 2) * 23 + (R( 6, j) mod 2) * 22 + (R(7, j) mod 2) * 21 + (R( 8, j) mod 2) * 20

69 Jika Kj ≠ 0 maka dokumen = dokumen + CHR (Kj)

Jika Kj = 0 maka dokument tetap CHR (Kj) = karakter ASCII ke – Kj Kj = Karakter dalam decimal

Output :

Data Dokumen Asli

4. KESIMPULAN

Setelah melalui proses penyelesaian penelitian ini, maka penulis menarik beberapa kesimpulan sebagai berikut :

a. Teknik yang dilakukan dalam mengamankan file terenkripsi yaitu dengan cara menerapkan metode Least Significan Bit (LSB) pada citra gambar sehingga file

terenkripsi tersebut dapat disisipkan ke dalam citra gambar .

b. Untuk proses enkripsi dan dekripsi Advanced Encryption Standard (AES), plaintext ditransformasikan secara berulang kali selama beberapa putaran. Banyaknya transformasi putaran (Nr) tergantung dari nilai Nk dan Nb. Nk yaitu panjang kunci dibagi 32, sedangkan Nb yaitu panjang blok dibagi 32 dan untuk proses dekripsi. c. Mengubah file yang terenkripsi ke dalam bilangan biner, kemudian Penyisipan file

yang terenkripsi ke dalam citra digital dilakukan dengan metode Least Significant Bit

(LSB) yang akan mengganti bit-bit pesan rahasia pada bit terakhir tiap komponen warna piksel citra. Satu komponen warna citra hanya disisipkan satu bit pesan yang bernilai 0 atau 1 sehingga ukuran citra tidak berubah.

d. Memasukkan metode Least Significant Bit (LSB) ke dalam program visual basic.net

2008 agar file yang terenkripsi dapat disembunyikan kedalam citra gambar.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Rinaldi Munir. Kriptografi, Informatika, Bandung, 2006.

[2] Dony Ariyus. Kriptografi Keamanan Data Dan Komunikasi, Graha Ilmu, Yogyakarta, 2006.

[3] Abdul Kadir & Adhi Susanto. Teori Dan Aplikasi Pengolahan Citra, Andi, Yogyakarta, 2013

[4] T.Sutoyo, Edy mulyanto, Dr.Vincent Suhartono, Oky Dwi Nurhayati, MT.Wijanarto, Teori Pengolahan Citra Digital, Andi Yogyakarta ; UDINUS Semarang, 2009 [5] Heri Sismoro, Pengantar Logika Informatika Algoritma Dan Pemograman Komputer,

Andi, Yogyakarta, 2005

[6] C.Widyo Hermawan. Visual Basic 2008, Andi, Yogyakarta, 2009

[7] Yuni Sugiarti. Analisa dan Perancangan UML Generate Vb.6, Graha Ilmu, Yogyakarta, 2013